Diseño y realización de placas de circuitos impresos, para equipos electronicos.

1. Diseño y realización de
Placa de Circuito Impreso PCI
Técnicas para el diseño y construcción de
placas de circuito impreso.

2. ¿Qué es una Placa de
Circuito Impreso?
 Sencillamente es un sistema
de interconexión de
componentes que constituyen
un circuito electrónico
montados sobre un soporte.
 Este soporte es una placa, con
dos caras, en una se aloja los
cuerpos de los componentes y
por la otra se realizan la
conexión con los demás
componentes, mediante
conexiones de cobre, siendo
un montaje compacto.

3. El Circuito Impreso
 Proporciona una base
para el montaje de los
componentes, con una
robustez mecánica
elevada.
 La disposición de los
componentes es fija,
evitando así riegos de
aislamiento e incluso
cortocircuitos, o fallos
intermitentes si fuera
realizado en montaje
cableado.

4. El Circuito Impreso
 El montaje es muy rápido,
ya que solamente se precisa
insertar los componentes en
los taladros del circuito por
el lado de componentes.
 Posteriormente se
realiza la conexión de
los componentes por
el lado de las pistas
de cobre soldando
sus patas con estaño.

5. Propiedades del soporte del
Circuito Impreso
 Se obtienen a partir de un
material base, llamado laminado,
formado por una resina plástica
con una estructura interna de
fibra de vidrio o papel
impregnado, baquelita, que le
confiere la resistencia mecánica
adecuada.
 Sobre esta base se dispone
en una o en las dos caras de
laminas de cobre adheridas.
Obteniéndose un producto
final en forma de lámina de
1,5 milímetros de espesor.

6. Propiedades del soporte del
Circuito Impreso
 Placa soporte por electrólisis, procedimiento
químico que permite obtener capas muy finas
del material sedimentado.
 El grosor de las cintas de cobre que suele
emplearse es de tan solo 35 micras (milésimas
de milímetro).
 Tan débil sección trae como consecuencia una
relativamente alta resistencia eléctrica.
 Debe ser completamente aislante, y poder
conservarse en cualquier condición climática y
sobre todo para corriente continua y altas
frecuencias.
 Suficiente rigidez
 Material utilizado la baquelita y la fibra de
vidrio

7. Propiedades del grosor de
las pistas de cobre
 Débil espesor 35 micras y
70 micras en casos
especiales.
 Una pista de 2 mm de
ancho equivale a un cable
de 0,3 mm de diámetro.
 Una pista de 0,4 mm y 20
cm de largo posee una
resistencia de 0,25 Ո
 Poca capacidad para
manejar corrientes elevadas

8. Circuitos monocapa, doble
capa y multicapa
 Los monocapa disponen únicamente
de pistas conductores por una sola
cara, destinada solamente a la
soldadura de los componentes.
 Los de doble capa disponen de pistas
por las dos caras, empleándose para
la soldadura sólo una de ellas.
 La multicapa se emplean
únicamente en equipos que requieran
una altísima cantidad de componentes
y por lo tanto, de interconexiones, en
espacios muy reducidos ya que
debido a su alto precio no resulta
conveniente aplicarle en otros casos.

9. Fases del Diseño
 Esquema Eléctrico
 Distribución: Disposición geométrica
 Trazado de las pistas: Interconexión

10. Esquema eléctrico
 El esquema eléctrico es el
circuito electrónico donde se
establecen los componentes y
conexiones para transferirlo a la
PCI.
 Principalmente nos tenemos que
fijar en la cantidad de
componentes y el tamaño de
cada uno de ellos.
 También es necesario saber la
tensión y corriente de consumo
del circuito.
 Si lleva algún componente que
por sus características deben ir
fuera de la placa, se colocarán
terminales de conexión.

11. Disposición geométrica
 Consiste en asignar los
espacios que ocuparan los
componentes, teniendo en
cuenta la dimensiones de los
mismos, utilizando una rejilla
ó retícula formando
cuadrados de 0,1 pulgada =
2,54 mm de lado.
 Normalmente se realiza el
dibujo a una escala mayor del
tamaño real, siendo las más
típicas 2:1, 4:1 y 5:1, con ello
el dibujo es menos dificultoso
y los errores que puedan ser
tolerables se reducen.

12. Disposición geométrica
 La separación entre los
terminales adyacentes de
cualquier componente se
medirá con un calibre ó
instrumento similar
 La distancia mínima entre
dos puntos próximos, sin
estar unidos, será de 5 mm.
 Excepción transistores de
potencia, componentes con
terminales axiales que no
tiene separación fija.

13. Disposición geométrica
 Una vez dimensionado el
tamaño de la placa se
procederá a la distribución de
los componentes de forma que
no se produzcan largas
distancias entre conexiones.
 Se mantendrá una separación
mayor en componentes de
mayor potencia para evitar
radiar calor a otros
componentes.
 Se colocarán las regletas de
conexiones, espadines,
terminales de conexión, en los
extremos de la placa.

14. Reglas para el trazado de
pistas
 Una vez colocados los componentes en el diseño, se procede a
dibujar las pistas o vías de interconexión.
 Si el circuito es monocara los cruces de conductores deberán
realizarse mediante puentes de hilo situados en la cara de los
componentes.
 Si se trata de doble cara, los cruces se realizarán mediante pistas
en la misma cara que en el caso anterior.

15. Reglas para el trazado de
pistas
 Conexiones cortas y directas
entre terminales
 Trazados sin cruces
 Evitar formas angulares
 Guardar entre pistas y pistas
una separación juiciosa que
elimine la posibilidad de
cortocircuitos
 Los puntos de soldadura deberá
ser de un diámetro de cómo
mínimo el doble del ancho de la
pista.

16. Reglas para el trazado de
pistas
 Se evitarán, en todo lo posible, ángulos igual o menores de 90º, si
fuera necesario realizarlo siempre se hará suavizando dicho ángulo
mediante ángulos mayores de 90º.
 La distancia entre las pistas y el borde de la placa será de cómo
mínimo de 5mm
 No se colocarán componentes de forma oblicua, esto es, la
disposición de los componentes se hará horizontalmente o
verticalmente.

17. Reglas para el trazado de
pistas
 Dependiendo de la corriente
eléctrica que tenga que
circular a través de las pistas,
éstas tendrá un grosor
determinado, teniendo en
cuenta que para que por una
pista pueda circular una
intensidad de 2 A será
necesario que el ancho de
esta sea de cómo mínimo 0,8
mm, y para 10 A será cómo
mínimo de 4,5 mm.

18. Fabricación del circuito
impreso
 Con el diseño ya realizado, se procede a traspasar
dicho diseño a la placa virgen del circuito impreso
mediante una serie de procesos de trascripción por
medio de pintado ó fotograbado donde se graba las
pistas protegiéndola de un material plástico capaz de
soportar el ataque químicos para conseguir que solo
queden aquellas formas de cobre (pistas) que se
corresponde con el dibujo del circuito impreso
anteriormente diseñado.

19. Trascripción del circuito
 Cintas y laminas
 Cintas de plástico con adhesivo
 Ventajas su rapidez y precisión
 Inconveniente el precio
 Roturadores
 Indeleble
 Precio económico
 Distinto grueso de punta
 Inconveniente, hay que recubrir
la zona con bastante tinta para
que no sea atacada
 Ideal para prototipos y pruebas.

20. Proceso de trascripción con
fotograbado
 Útil cuando se van hacer
gran cantidad de circuitos
iguales
 Se presenta en placa
sensibilizada negativo
 Se presenta en placa
sensibilizada positiva
 Posee un barniz que recubre
la placa
 Se procede a revelar el
barniz fotosensibilizado
 Revelado por tubos
fluorescente.

21. Proceso de trascripción con
fotograbado
 Dichas placas vírgenes se suelen vender presensibilizadas, esto es,
son placas a las cuales se les ha depositado encima de la capa de
cobre una fina capa de un material plástico el cual es sensible a la luz,
dicha presensibilización puede ser negativa o positiva, actuando la luz
de forma diferente al incidir en cada una de ellas.

22. Proceso de trascripción con
fotograbado
 El proceso de insolación
fundamentalmente consiste
en iluminar mediante un tipo
de luz especial (ultravioleta),
dispuesta encima y a una
determinada distancia del
acetato, durante un tiempo
determinado, no pasando por
aquellas partes del acetato
que se encuentren dibujadas
por lo que el recubrimiento
presensibilizado no se verá
afectado por la luz.

23. Proceso de trascripción con
fotograbado
 El diseño correspondiente
obtenido según el apartado
anterior, deberá encontrarse
impreso en algún material,
por regla general en algún
tipo de material transparente
como el acetato o bien en
papel vegetal (en fabricación
profesional este material
suele ser especial de gran
calidad y precisión, al cual se
le suele llamar fotolito)

24. Instrucciones de Empleo
 Sacar el plástico adhesivo negro de protección
 Colocar el original sobre la placa. Colocar un vidrio de 4 o
5 mm. sobre el conjunto y cargarlo con dos pesos con el
fin de prensarlo.
 Insolar la placa: los tiempos de insolación depende de la
fuente lumínica utilizada:
 2 a 4 minutos: con el chasis de insolación CIF
 2,5 a 4 minutos con tubos actínicos (U.V.) de 15W a 10 cm
máximo de distancia.
 12 minutos aprox. Con una bombilla de 250W a 25 cm (máximo
150 x 200)
 10 minutos aprox. Con una lámpara tipo de broncear a 50 cm
mínimo de distancia.

25. Instrucciones de Empleo
 Revelar la placa: sumergirla de 1 a 2 minutos,
agitándola
 Enjuagar la placa con agua
 Grabar con percloruro de hierro: sumergir la
placa en un baño de percloruro a 1,33 de
densidad, para acelerar el proceso debe calentar
ligeramente el baño y agitar la cubeta.
 Finalmente limpie la placa con eliminador
adecuado al tipo de presensibilización y se podrá
estañar la placa en solo un minuto.

26. Proceso de mecanizado de
placas
 Cortar la placa al tamaño diseñado.
 Disposición de la plantilla.
 Marcado de los taladros.
 Perforación de la placa con brocas adecuadas.
 Eliminación manual de rebabas.
 Limpieza final, con alcohol ó acetona.

27. Corte y disposición de la
plantilla
 Se cortará la placa al
tamaño establecido en el
diseño
 Posteriormente se coloca
sobre la placa y en el
lado del cobre la copia
de conexiones.

28. Los taladros
 Marcar los lugares donde van
los taladros con granate ó
punzón.
 Utilizar brocas del diámetro
de 1mm para la gran mayoría
de los casos.
 Utilizar brocas de 1,5 mm
para componentes con
patillaje de mayor sección.
 Utilizar brocas de 3 a 4 mm
para taladros que lleven
tornillos.

29. Ataque químico
 Disolvente más utilizado cloruro ferrico, presentación en pastillas
para disolver en agua
 100 gramos de cloruro ferrico y ¼ de litro de agua
 Se utiliza una cubeta de plástico
 Precaución con el disolvente químico, que mancha, corroe y ataca
a materiales metálicos.

30. Tiempo de proceso
 Según la concentración
química y la superficie de
cobre entre 20 y 30 minutos
 No excederse demasiado en
el tiempo de disolución,
podría levantar la capa
protectora del mismo
 El cloruro férrico puede
emplearse para varias veces,
perdiendo eficacia.

31. Acabado final
 Lavar la placa con agua tibia para eliminar los restos de cloruro
férrico
 Eliminar la protección del cobre con un disolvente, como ejemplo
el alcohol ó la acetona.
 Medir con el ohmetro la continuidad de las pistas
 Es conveniente aplicar un barniz que evite su oxidación y proteja
la cara de cobre.

32. Realización práctica
 Elección del circuito electrónico
 Disposición y dimensiones de los componentes
 Dibujo sobre papel
 Corte de la placa
 Marcado de taladros
 Taladros
 Trazados de las pistas
 Incisión del cobre
 Eliminación de la tinta y limpieza de la placa

33. Elección del circuito
electrónico

34. Disposición y dimensiones
de los componentes
 La primera consideración es la disposición que va a darse a los
componentes sobre la placa, existiendo dos alternativas:
horizontalmente, con el cuerpo tumbado sobre la placa ó
verticalmente, sujetos por los puntos de soldadura.
 El dimensionado se utilizará para las diferentes separación entre
terminales de los componentes de un instrumento de medida
como el calibre o pie de rey.

35. Dibujo sobre papel
milimetrado
 Se dibujará a lápiz sobre ella
los componentes a su
tamaño real marcando
cuidadosamente los puntos
correspondientes a los
taladros por lo que van a
penetrar los terminales de
éstos para pasar de una cara
a la otra.
 Después se unirán con el
lápiz todos aquellos puntos
entre los que deba existir una
conexión eléctrica, mediante
trazos de 1,5 mm.

36. Corte de la placa
 Según la medida establecida
en el diseño de la placa de
circuito impreso se traza el
contorno de la placa y se
corta con una sierra de arco
fina o con un Cuter, este
ultimo se realiza por las dos
caras, cara del cobre y por la
cara de baquelita, para que
sea fácil su corte.

37. Corte de la placa
 Una vez cortado de la
superficie original. Si se
emplea un laminado de
baquelita será preciso
calentarla un poco para
que no se astillen los
bordes.

38. Marcado de los taladros
 A continuación se deberá
marcar en papel vegetal ó
transparente, todos los
puntos correspondientes a los
taladros, de forma que éste
pueda colocarse sobre la cara
de cobre con la superficie
dibujada hacia abajo.
 Después se marcarán con el
punzón todos los puntos
ejerciendo la presión
suficiente para que queden
grabado en el cobre

39. Taladrar la placa
 La siguiente fase será
taladrar los orificios
señalados por el punzón.
Se empleará, para ello, un
taladro con la broca de
1mm., para la perforación
de resistencias,
condensadores,
transistores y otros
componentes que tengan
diámetro similar. De 1,5
mm para terminales
espadín, terminales de relé
o con terminales similar.

40. Taladrar la placa
 Una vez taladrada la placa por la
cara que contiene el cobre, que
más tarde corresponderá a la
cara de soldadura, es
conveniente repasar con una
broca de mayor diámetro, 4 mm,
los taladros efectuados para
quitar las rebabas existente y
limpiarla con un pulimentador
empleando un trapo limpio o
porción de algodón.
 Es necesario comprobar que
todos los taladros realizados en
la placa corresponden con lo que
se había diseñado sobre el
papel.

41. Trazados de las pistas
 Seguidamente se procederá a
dibujar sobre la cara del cobre
los mismos trazos que se habían
dibujado anteriormente sobre el
papel milimetrado.
 Para ello, se utiliza un roturador
indeleble de punta media, por
ejemplo el edding 3000.
 Todo este proceso se debe hacer
con la placa totalmente limpia y
brillante y a partir de este
momento no se tocará la
superficie con los dedos.

42. Incisión del cobre
 La siguiente fase corresponde a
la incisión o eliminación del
cobre sobrante. Para ello se
empleará cloruro férrico
(atacado lento) ó agua fuerte
con 50% de agua oxigenada
(atacado rápido).
 Se recubre la cubeta de plástico
y se introduce, con unas pinzas
de plástico, la placa mirando la
parte de cobre hacia arriba. Se
mueve la cubeta para obtener
menor tiempo de exposición.
 Es preciso tener precaución de
no tocar con las manos o la ropa
este liquido.

43. Eliminación de la tinta y
limpieza

44. Terminación de la placa de
circuito impreso

45. Fin de la Presentación